磷酸錳鐵鋰電池量產進程再度受到行業關注。
繼4680大圓柱的量產之路逐漸步入正軌后，特斯拉CEO馬斯克又展現了對錳基正極電池的興趣。近日，馬斯克表示，特斯拉一直探索欲在電池中使用更多錳材料，目前看到了錳基陰極電池的化學潛力。
在鋰電正極升級路線中，這不得不讓人聯想到當下正處于“啟動加速”階段的磷酸錳鐵鋰電池。
當前磷酸鐵鋰電池經過多年的政策支持和技術突破，在能量密度上的瓶頸依舊存在，提升空間不大，同時鋰價持續飆升，也讓主打性價比的磷酸鐵鋰電池經不起長期的價格上漲，因此市場將目光投向了磷酸鐵鋰的升級版——磷酸錳鐵鋰。
行業人士判斷，錳鐵鋰電池產業化已開始逐漸加速，這一技術有望在2023年下半年大規模量產，開始應用于乘用車上。
01能量密度提升15-20%
更高的能量密度，是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優勢。
據悉，磷酸錳鐵鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g，但它擁有更高的電壓平臺，可以達到4.1V左右，遠高于磷酸鐵鋰的3.4V，因此具有潛在的高能量密度優勢。當磷酸錳鐵鋰的實際容量發揮到與磷酸鐵鋰相同的程度，其能量密度比磷酸鐵鋰提高15-20%，續航里程上限進一步突破。
同時，磷酸錳鐵鋰兼具相同的低成本、高安全性能，高熱穩定性，針刺、過充不發生自燃，壽命長、安全無爆炸風險的優點。
對此三元電池，其在電壓高、安全性高、循環壽命長、在低成本的同時擁有與5系NCM電池幾乎相同的能量密度。
從資源獲取的角度考量，磷酸錳鐵鋰原料成本低，環境友好，材料的市場前景廣闊。
此外，除了在磷酸鐵鋰的基礎上升級，還可以通過使用磷酸錳鐵鋰包覆三元材料，改善三元材料的安全性能、低溫性能及成本。
天津斯科蘭德總經理李積剛表示，經過測試，磷酸錳鐵鋰復合80%的三元523材料后，其能量密度影響不大，但顯著提高了安全性能，并降低了三元電池體系的整體成本。
有人士預計，在未來的兩三年，磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。
在具備多重優勢下，磷酸錳鐵鋰此前商業化進程卻遲遲未到，一方面是政策因素影響，另一方面則是其自身導電性、壓實密度、循環壽命等短板尚未解決。
此前如比亞迪2013年就曾申請過相關專利，2015年連續申請了多款磷酸錳鐵鋰專利，但后續未有進展。
目前隨著碳包覆、納米化、補鋰技術等改性技術的進步，磷酸錳鐵鋰產業化進程開始加速。一旦磷酸錳鐵鋰電池電壓的不穩定性得到根本性解決，有望大規模地被應用于電動汽車。
02大規模產業化前夜
產業鏈公司均開始涉足磷酸錳鐵鋰，產業化爆發正處前夕。目前來看，由于兩輪電動車等小電動領域的電池認證周期較短，磷酸錳鐵鋰技術推廣較快，已逐漸上量。
當前，星恒、天能均以磷酸錳鐵鋰作為戰略方向，不斷加快生產布局。
天能生產的磷酸錳鐵鋰18650電池成功應用在小牛的最新款F0系列電動車中，稱其低溫性能提升超過25%;星恒將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻，推出“LONG終身保”產品，采用第二代單晶錳酸鋰材料搭配長壽命、高安全磷酸錳鐵鋰材料，單芯循環達3000次。
動力電池企業方面，目前擁有磷酸錳鐵鋰技術儲備的電池廠商包括：寧德時代、比亞迪、國軒高科等，主要以專利技術研發、投資布局為主。
2021年12月，寧德時代以4.13億元投資了江蘇力泰鋰能。據悉，該公司主打產品正是磷酸錳鐵鋰材料。此外，寧德時代今年2月份還指出，公司計劃推出新產品M3P，稱之為磷酸鹽體系的三元產品，產品含有錳等多種金屬元素，成本較三元下降。
國軒高科自主研發的“FP1865140-15Ah方形磷酸錳鐵鋰鋰離子蓄電池”獲得安徽省新產品的榮譽;公司已申請大量正極材料相關專利，重點布局磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰和三元材料。
對于正極材料企業而言，新型磷酸鹽系正極將是新的增長點。起點鋰電大數據統計，目前全國布局磷酸鐵鋰材料生產的上市公司已超 25 家，2021以來已規劃總產能超440萬噸。
但是眾多玩家的進入帶來了產能過剩的風險，且單靠磷酸鐵鋰正極材料這一項業務難以支撐后續市場競爭，為此新型磷酸鹽系正極如磷酸錳鐵鋰正極材料等的研發和迅速量產將有望構筑壁壘，保證正極材料廠商在行業內的優先地位和話語權。
當下已在磷酸錳鐵鋰有所布局的正極廠商包括：德方納米、鵬欣資源、當升科技、中貝新材料、天津斯特蘭等。
去年9月，德方納米公告稱，公司擬在曲靖經濟技術開發區建設“年產10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產基地項目”。業界推測，此次新投建的項目可能就是磷酸錳鐵鋰產品。
此外，有消息稱公司新型磷酸錳鐵鋰已開始送樣，預計1-2年后可實現產業化，疊加正極補鋰技術，該電池能量密度可提高20%，循環壽命可達1萬次，年底產能12萬噸，明年18-20萬噸。
當升科技目前正在針對電動車和高端儲能市場專項開發高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料。鵬欣資源子公司力泰鋰能擁有2000噸磷酸錳鐵鋰生產線。2021年9月至2022年3月，計劃新增建設年產3000噸磷酸錳鐵鋰設備。
今年1月，由中貝科技、鵬冠新材料、百民冠達共同投資的中貝材料3萬噸磷酸錳鐵鋰項目落戶山西。
此外，據測，磷酸錳鐵鋰單噸錳用量約0.2-0.3噸。未來隨著磷酸錳鐵鋰放量，電池級錳源需求有望迎來新一輪高增長。目前與錳產業相關企業包括紅星發展、南方錳業、湘潭電化、中鋼天源等。
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